Identificación de variantes de la proteína de movimiento del virus del bronceado del tomate (Tomato spotted wilt virus, TSWV) que superan la resistencia mediada por el gen Sw-5b

Abstract

[ES] El ciclo infectivo viral en una planta huésped susceptible de infección, se inicia en la mayoría de los casos, con la entrada del virus en las células de la epidermis o del mesófilo, a través de las heridas producidas mediante inoculación mecánica o con la ayuda de vectores biológicos (insectos, nemátodos, hongos, etc.). Una vez completado los primeros ciclos de replicación los virus deben ser capaces de traslocarse intracelularmente hasta alcanzar los canales citoplasmáticos que conectan dos células contiguas, denominados plasmodesmos (PDs), los cuales, en circunstancias normales solo permiten el paso de pequeñas moléculas e iones entre células (Carrington et al., 1996; Lucas and Lee,2004). En este tránsito intracelular los virus aprovechan determinados factores implicados en la maquinaria de movimiento de los componentes celulares. Para ello sintetizan las denominadas proteínas de movimiento viral (MPs) que están directamente implicadas tanto en el movimiento intra- como intercelular. Los virus de plantas originan gran variedad de enfermedades y daños en los cultivos. Las pérdidas asociadas a la infección viral varían con el cultivar, etapa de infección, cepa del virus o factor ambiental, pudiendo llegar a ser del 100% del cultivo. En el caso del género Tospovirus (familia Bunyaviridae) es especialmente relevante, apareciendo uno de sus miembros, el virus del bronceado del tomate (TSWV) como el segundo virus de mayor impacto económico en el mundo. El manejo de la enfermedad causada por TSWV ha sido extremadamente difícil debido a su amplia gama de huéspedes y la resistencia de sus vectores a los insecticidas (Boiteux y Giordano, 1993). TSWV es la especie de tospovirus más extendida en todo el mundo y ha sido objeto de búsqueda de genes de resistencia. Entre los diferentes genes seleccionados, el locus Sw-5 ha sido el que mejor resultados ha generado términos de durabilidad y la capacidad para proporcionar resistencia estable contra diferentes especies de tospovirus y de diferentes orígenes geográficos. Sin embargo, el control de tospovirus ha estado condicionado por la carencia de clones infecciosos que permitan abordar estudios de genética reversa. Parte de esta carencia se ha mitigado mediante el uso del virus del mosaico de la alfalfa (AMV), que permite el intercambio funcional de proteínas de movimiento. El uso del sistema de AMV ha permito identificar a la proteína de movimiento de TSWV (NSM) como el determinante de avirulencia en la resistencia mediada por el gen Sw-5b (Peiró et al., 2014), así como caracterizar dominios requeridos tanto para la formación de estructuras tubulares como para el transporte a corta y larga distancia (Peiró et al., 2015, Leastro et al., 2017). Por otro lado, la disponibilidad de plantas de Nicotiana benthamiana que expresan de forma constitutiva el gen de resistencia Sw-5b (N.b./Sw-5b) junto con el sistema de AMV que expresa la NSM de TSWV, son herramientas muy interesantes para estudiar la efectividad del gen de resistencia, así como predecir variantes del gen NSM especialmente peligrosas antes de que aparezcan en campo. En el presente Trabajo Fin de Master, caracterizaremos molecularmente variantes de la proteína de movimiento de TSWV que superan la resistencia mediada por el gen Sw-5b mediante experimentos de evolución viral. Para ello, utilizaremos el sistema de AMV que exprese una variante de la proteína NSM que no supera la resistencia y realizaremos pases seriados en plantas N.b./Sw-5b. Aquellas líneas de evolución viral en las que desaparezca la respuesta necrótica asociada al gen de resistencia Sw-5b, se determinará la secuencia del gen NSM y se identificarán los residuos de amino ácidos responsables de superar la resistencia. La eficiencia de las nuevas variantes de la proteína NSM se determinará mediante el estudio del transporte a corta y larga distancia, así como experimentos de competencia con la proteína NSM inicial no